[发明专利]基于大数据和人工智能的学校课堂学生学习行为跟踪分析方法及云管理平台

说明书

本发明公开基于大数据和人工智能的学校课堂学生学习行为跟踪分析方法及云管理平台，通过采集教室内各个学生的图像信息，并进行图像预处理操作，从而对各个学生的图像信息进行特征提取，与学生不同行为种类特征进行对比，确定各个学生的行为种类特征和人脸图像偏角，统计各个学生在不同学科的学习行为评估系数以及对应的学习行为等级和各个学科的学生兴趣度，并进行显示，具有智能性高以及可靠性高的特点，降低了人力成本，大大提高了分析学科兴趣度和学生学习行为等级的效率，便于不同教师根据评估结果，针对性解决改善问题,加强教师授课效率和学生学习接收效率。

技术领域

本发明属于学习行为分析技术领域，具体涉及到基于大数据和人工智能的学校课堂学生学习行为跟踪分析方法及云管理平台。

背景技术

随着科学技术的不断进步，将信息技术应用在课堂学习中的人工智能技术得到了飞速发展，利用课堂学生行为分析跟踪教师的课堂授课质量。行为分析是指通过分析视频、深度传感器等数据，利用特定的算法，对人的行为进行特征识别、分析的技术，这项技术被广泛应用在视频分类、人机交互、安防监控等领域。

现有技术中对学生评估方面的研究主要偏重于理论,这些研究工作中的基础数据主要依靠抽查提问、问卷调查、任课教师或教学督导等人员进行的随堂观察和主观统计等方式,对结果处理的方式采用一般的数理统计的方法，还没有自动、智能和搞笑的设备和手段用以提供大量客观、量化的数据，作为提高学生学习效率和改进学习方法的参考，存在很大的随机性和主观性,准确率低,并且统计过程烦琐,费时。

发明内容

针对上述问题，本发明提出基于大数据和人工智能的学校课堂学生学习行为跟踪分析方法及云管理平台，通过采集教室内各个学生的图像信息，并进行图像预处理操作，从而对各个学生的图像信息进行特征提取，与学生不同行为种类特征进行对比，确定各个学生的行为种类特征和人脸图像偏角，统计各个学生在不同学科的学习行为评估系数以及对应的学习行为等级和各个学科的学生兴趣度，并进行显示，解决了现有技术中存在的问题；

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

基于大数据和人工智能的学校课堂学生学习行为跟踪分析方法，包括以下步骤：

S1：采集教室内各个学生的图像信息，并进行图像预处理操作；

S2：对各个学生图像信息进行特征提取，确定各个学生的行为种类特征和人脸图像偏角；

S3：统计各个学生在不同学科的学习行为评估系数以及对应的学习行为等级和各个学科的学生兴趣度；

S4：对各个学生在不同学科的学习行为评估系数以及对应的学习行为等级和各个学科的学生兴趣度进行显示；

上述基于大数据和人工智能的学校课堂学生学习行为跟踪分析方法使用了一种基于大数据和人工智能的学校课堂学生学习行为跟踪分析系统，包括区域划分模块、平面坐标划分模块、图像采集模块、图像预处理模块、建模分析服务器、图像特征提取模块、数据库、管理服务器和显示终端；

所述图像采集模块分别与区域划分模块、图像特征提取模块和图像预处理模块连接，图像特征提取模块分别与图像预处理模块、建模分析服务器和数据库连接，建模分析服务器分别与数据库和显示终端连接，管理服务器分别与显示终端、数据库和平面坐标划分模块连接；

所述平面坐标划分模块用于对教室内学生的位置坐标进行划分，以靠近老师讲台最左边第一排第一个学生的位置为坐标原点建立平面直角坐标系，将靠近老师讲台的第一排座位作为平面直角坐标系的X轴，以坐标原点从左往右的方向作为平面直角坐标系X轴的正方向，将靠近老师讲台最左边第一列座位作为平面直角坐标系的Y轴，以坐标原点从下往上的方向作为平面直角坐标系Y轴的正方向，将各个学生的位置以坐标形式进行标记，并将各个学生的位置坐标发送至管理服务器；